意义的危机——来自表面科学的教训
“这有什么有趣的?”“这对现实世界有什么影响?”“有什么意义?”“我们许多从事化学科学的人必须回答关于我们工作的这些问题。化学在社会中的历史性作用激励我从事解决现代问题的研究(燃料电池，光催化，光伏)。然而，不管向单个原子发射飞秒激光脉冲有多酷，当我反思我自己工作的“重点”时，这些问题仍然困扰着我。
在人类知识的沙漠中添加少量信息是学术研究的浪漫理由(以一种良好的方式!)然而，我们研究人员经常发现自己在这种纯粹主义的意识形态和坚持我们的工作将根据资助、期刊或谈话的需要产生实际影响之间微妙地舞蹈。当然，希望自己的研究为社会服务是可以理解的。但这种联系通常不是特别有形的，当我们花大量时间让别人(和自己)相信我们工作的目的时，会感觉有点肮脏。这种感觉也可能与不耐烦混杂在一起。研究不仅要有“意义”，现在也要有意义。当然，这是令人沮丧的不现实。因此，每当我脑海中纯粹主义-实用主义的跷跷板感觉不平衡时，我就会从我的表面科学领域找到一个例子，提供一种令人耳目一新的视角解毒剂。
我们在真空中进行的测量在现实生活中有意义吗?
1905年，阿尔伯特·爱因斯坦因其对光电效应的数学描述而获得诺贝尔奖。在他的论文中，他以一段陈述结束了引言，当翻译成英语时，大意是“希望这项工作对调查人员的调查有用”。在某种程度上，这反映了爱因斯坦谦逊的天性——但显然，它并没有试图将这项工作与社会需求的实际解决方案联系起来。
1954年，Kai Siegbahn在爱因斯坦的基础上开发了一种能够精确测量电子动能的分析仪。他看到了对应于单个原子轨道的尖峰，并清楚地知道这提供了什么机会。x射线光电子能谱(XPS)诞生了，一系列表征凝聚态系统电子结构的研究开始了。在接下来的几年里，XPS在学术机构中无处不在，在商业上得到广泛应用，甚至形成了私人公司的基础。因此，很容易认为XPS已经爬到了实用阶梯的顶端。
然而，近年来出现了另一种讨论。由于这些测量本质上是表面敏感的，探测样品的几纳米，XPS需要超高真空的原始无菌条件(10-12年Mbar)——比地球上的压力低一千万亿分之一。因此，这些测量可用于提供关于异质催化剂、光电子学和半导体的信息的程度受到这些材料如何弥合所谓压力差的问题的限制。我们在真空中进行的测量在现实生活中有意义吗?解决这一挑战的方法并不简单。不仅样品必须避免污染，发射的电子必须在没有气体碰撞的情况下到达分析仪。
又过了25年才找到解决办法。通过对电子分析仪进行连续泵注的修改，可以提高样品周围的压力，但使分析仪的压力波动最小化，从而产生环境压力XPS的激动人心的场。现在可以通过固体-气体各自的电子状态来研究它们的反应。这使得我们对费托反应、水净化、水气转换反应等过程的理解取得了重大进展。
这个长达75年的故事提醒我们，实际影响的时间尺度可能并不总是与你的职业生涯或寿命一致。这也提醒我们，看似基础的“纯粹主义”研究有时可以带来巨大的实际社会效益。然而，我个人更喜欢被提醒爱因斯坦的动机是“对调查人员有用”。为了满足期刊对广泛吸引力的要求，或者用不反映现实的耸人听闻的评论来平息家人的质疑，这很容易被卷入其中(这是我的罪过)。爱因斯坦的话抓住了我们在研究中应该追求的目标，不管我们在纯粹主义-实践光谱上处于什么位置。
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